Упражнение 1. Получение частотных характеристик реактивного

фильтра низких частот (ФНЧ)

1.1. Подключите вход лабораторного макета к станции NI ELVIS.

Присоедините байонетный разъем коаксиального кабеля к гнезду BNC1, находящемуся на макетной плате станции. Штырьки другого конца этого кабеля подключите к гнездам «Вх.» лабораторного макета.

ВНИМАНИЕ! «Земляной» вывод кабеля должен быть присоединен к тому из гнезд лабораторного макета, что выделено знаком «┴». При подключении кабеля придерживайте макетную плату, чтобы она не вышла из своего разъема!

С помощью этих операций функциональный генератор лабораторной станции FGEN подключается ко входу исследуемой цепи, собранной на лабораторном макете, и к анализатору АЧХ и ФЧХ.

1.2. Подключите выход ФНЧ к станции NI ELVIS.

Присоедините байонетный разъем коаксиального кабеля к гнезду BNC2, которое находиться на макетной плате станции рядом с гнездом BNC1. Штырьки другого конца этого кабеля присоедините к гнездам «С1» лабораторного макета. Этими действиями обеспечивается связь выхода ФНЧ, т.е. выводов конденсатора С1, через макетную плату с компьютером.

Включите макетную плату клавишей «Prototyping Board Power» на передней панели лабораторной станции. При этом должен начать светиться расположенный рядом с клавишей индикатор.

1.3. Соберите на лабораторном макете цепь реактивного ФНЧ. Переведите переключатель «СХЕМА» макета в положение «L₁C₁». Поставьте тумблер «R_i» в положение «600 Ом», а переключатель «R_н» – в положение «0,5 кОм».

Выставьте значение емкости настраиваемого конденсатора С₁ равным 0,2n нФ, где n – номер макета (задания).

Проверьте положение ручек функционального генератора на передней панели рабочей станции. Клавиша «MANUAL» должна быть в нижнем положении, т.е. генератор должен находиться в режиме программного управления. Световой индикатор рядом с клавишей «MANUAL» при установке этого режима не горит. Клавиша вида генерируемых сигналов должна быть в положении « », т.е. соответствовать генерации гармонических колебаний.

1.4. Загрузите виртуальный анализатор амплитудно-частотных (АЧХ) и фазочастотных (ФЧХ) характеристик (анализатор Боде).

Выберите в меню загрузчика виртуальных приборов Instrument Launcher позицию Bode Analyser. После щелчка мышью на этой позиции на экране монитора должна появиться лицевая панель анализатора.

Установите кнопками счетчиков «Start» и «Stop», находящимися на субпанели «Settings» («Установки»), начальное значение диапазона циклических частот 10 Гц и конечное значение 35 кГц соответственно. Кроме того, установите шаг отсчета – 10 значений на декаду – кнопкой «Steps».

Переведите клавишу выбора полярности входного сигнала «Op-Amp-Signal-Polarity» в положение «Normal». Значение амплитуды сигнала генератора FGEN, подключенного ко входу цепи, выберите в счетчике «Peak Amplitude» равным 2В.

Для запуска анализатора АЧХ и ФЧХ нажмите кнопку «Run» на его лицевой панели. При этом на экранах этой панели должны появиться графики.

Подождите пока графики АЧХ и ФЧХ полностью установятся.

1.5. Выберите формы представления АЧХ иФЧХ.

В выпадающем меню «Y Scale» субпанели «Display» анализатора выберите щелчком мыши позиции «Auto». Тем самым Вы перейдете в режим автоматического выбора диапазона шкалы (логарифмической шкалы значений АЧХ в дБ и шкалы ФЧХ в градусах).

При необходимости подкорректируйте границы просматриваемого частотного диапазона счетчиками «Start» и «Stop».

Включите курсоры, нажав на кнопку «OFF», находящуюся на субпанели «Display». При переходе клавиши в положение «ON» появятся линии курсоров, выделенные красным цветом.

1.6. Оцените параметры полученных частотных характеристик.

Выделите вертикальным курсором значение частоты, соответствующее частоте среза, полученной при расчете. Наведите горизонтальный курсор на уровень АЧХ и считайте значение, соответствующее расчетной частоте среза. Таким же образом определите значение ФЧХ на этой частоте. Запишите полученные результаты на бланк отчета.

По этой же методике выделите курсорами максимальное значение АЧХ. Считайте значения максимума АЧХ H_m, частоты максимума f_m и значение ФЧХ на частоте максимума Ψ_m. Запишите эти значения и сравните с расчетными.

Найдите крутизну среза АЧХ S_ср в полосе задержания в децибелах на декаду и в децибелах на октаву.

Найдите к время задержки сигнала t_з в полосе пропускания цепи как крутизну ФЧХ в миллисекундах. Занесите результаты в табл. 4.3.

Зарегистрируйте графики, нажав клавишу «Log» на лицевой панели.

1.7. Повторите измерения для значений сопротивления R_н 1 кОм и 2,5 кОм.

1.8. Выключите виртуальный анализатор Боде, щелкнув мышью на значке « » его лицевой панели.